WO2024057661A1 - 圧電素子用処理装置及び超音波センサ - Google Patents

Abstract

圧電素子からの送信波信号の物体による反射波信号を受信し、受信強度信号を生成する。送信波信号の送信開始時刻からの時間経過に伴って信号値が変化する比較用信号を生成する。信号出力回路は複数の出力モードの何れかにて動作する。複数の出力モードは、受信強度信号及び比較用信号の比較結果に基づく信号を通信端子から出力する第１出力モード、及び、複数の出力対象信号を切り替えながら通信端子から出力する第２出力モードと、を含む。複数の出力対象信号は、受信強度信号の波形を表す信号及び比較用信号の波形を表す信号を２つの出力対象信号として含む。

Description

圧電素子用処理装置及び超音波センサ

　本開示は、圧電素子用処理装置及び超音波センサに関する。

　圧電素子から送信波信号を送信させ、物体による反射波信号を受信することで物体の距離検出等を行う技術が広く用いられる。

特開２０１８－９６７５２号公報

　反射波信号を受信する受信回路を備えた装置において、受信信号に対し適正な信号処理を行うことで物体の距離検出等を正確に行うことができる。物体の距離検出等を正確に行うためには、装置の開発又は評価段階でパラメータの調整等を含む作業が必要である。装置の開発又は評価作業を効率化させる技術が求められる。

　本開示は、開発又は評価の効率化に寄与する圧電素子用処理装置及び超音波センサを提供することを目的とする。

　本開示に係る圧電素子用処理装置は、圧電素子を駆動することで前記圧電素子から送信波信号を送信させるよう構成された送信回路と、前記圧電素子又は他の圧電素子を用いて前記送信波信号の物体による反射波信号を受信するよう構成された受信回路と、前記受信回路での受信信号の強度を表す受信強度信号を生成するよう構成された受信強度信号生成回路と、前記送信波信号の送信開始時刻からの時間経過に伴って信号値が変化する比較用信号を生成するよう構成された比較用信号生成回路と、前記受信強度信号と前記比較用信号とを比較するよう構成された比較回路と、通信端子から信号を出力可能に構成された信号出力回路と、を備え、前記信号出力回路は複数の出力モードの何れかにて動作し、前記複数の出力モードは、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力する第１出力モード、及び、複数の出力対象信号を切り替えながら前記通信端子から出力する第２出力モードと、を含み、前記複数の出力対象信号は、前記受信強度信号の波形を表す信号及び前記比較用信号の波形を表す信号を２つの出力対象信号として含む。

　本開示によれば、開発又は評価の効率化に寄与する圧電素子用処理装置及び超音波センサを提供することが可能となる。

図１は、本開示の実施形態に係る超音波センサの全体構成図である。 図２は、本開示の実施形態に係る圧電素子制御ＩＣの外観斜視図である。 図３は、本開示の実施形態に係り、超音波センサの動作の概要を説明するための図である。 図４は、本開示の実施形態に係る超音波ソナーシステムの全体構成図である。 図５は、本開示の実施形態に係り、圧電素子制御ＩＣの動作状態と、圧電素子制御ＩＣ及び上位側装置の通信状態と、の関係を示す図である。 図６は、本開示の実施形態に係り、超音波センサによる送受信動作の説明図である。 図７は、本開示の実施形態に係り、送信回路の内部構成を示す図である。 図８は、本開示の実施形態に係り、受信処理ブロックの内部構成図である。 図９は、本開示の実施形態に係り、測定動作における受信処理ブロック内の複数の信号波形を示すである。 図１０は、本開示の実施形態に係り、フィルタ回路、ＤＡＣ及び切り替え出力回路の関係例を示す図である。 図１１は、第１参考構成の説明図である。 図１２は、第２参考構成の説明図である。 図１３は、本開示の実施形態に係り、２種類の出力対象信号が交互に切り替え出力される様子を示す図である。 図１４は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、測定動作の実行期間におけるＩＣ出力信号の概略波形図である。 図１５は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、測定動作の実行期間におけるＩＣ出力信号の拡大波形図である。 図１６は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、選択指定信号の波形図である。 図１７は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、複数回分の測定動作の実行期間におけるＩＣ出力信号の概略波形図である。 図１８は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、オシロスコープに表示させることが可能な波形例を示す図である。 図１９は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、選択指定信号の波形図である。 図２０は、本開示の実施形態に属する第３実施例に係り、３種類の出力対象信号が順番に切り替え出力される様子を示す図である。 図２１は、本開示の実施形態に属する第６実施例に係り、受信専用の圧電素子が受信回路に接続される様子を示す図である。

　以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。

　まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。ＩＣとは集積回路（Integrated　Circuit）の略称である。グランドとは、基準となる０Ｖ（ゼロボルト）の電位を有する基準導電部を指す又は０Ｖの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体を用いて形成されて良い。０Ｖの電位をグランド電位と称することもある。本開示の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧はグランドから見た電位を表す。

　レベルとは電位のレベルを指し、任意の注目した信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。任意の注目した信号又は電圧について、信号又は電圧がハイレベルにあるとは厳密には信号又は電圧のレベルがハイレベルにあることを意味し、信号又は電圧がローレベルにあるとは厳密には信号又は電圧のレベルがローレベルにあることを意味する。信号についてのレベルは信号レベルと表現されることがあり、電圧についてのレベルは電圧レベルと表現されることがある。

　任意の回路素子、配線、ノードなど、回路を形成する複数の部位間についての接続とは、特に記述なき限り、電気的な接続を指すと解して良い。

　図１に本開示の実施形態に係る超音波センサ１の全体構成を示す。超音波センサ１は、圧電素子制御ＩＣ２（以下、ＩＣ２と称され得る）と、圧電素子３と、トランスＴＲと、抵抗Ｒ_Tと、コンデンサＣ_T、Ｃ１及びＣ２と、を備える。ＩＣ２は圧電素子用処理装置（又は圧電素子制御装置）の例である。ＩＣ２は、送信回路１０、受信回路３１を含む受信処理ブロック３０、及び、制御回路５０を備える。圧電素子３としてセラミックにより形成されるセラミック振動子（セラミック製の圧電素子）を用いることができるが、他の種類の圧電素子を用いても良い。

　図２はＩＣ２の外観斜視図である。ＩＣ２は、半導体基板上に形成された半導体集積回路を有する半導体チップと、半導体チップを収容する筐体（パッケージ）と、筐体からＩＣ２の外部に対して露出する複数の外部端子と、を備えた電子部品である。半導体チップを樹脂にて構成された筐体（パッケージ）内に封入することでＩＣ２が形成される。尚、図２に示されるＩＣ２の外部端子の数及びＩＣ２の筐体の種類は例示に過ぎず、それらを任意に設計可能である。図１には、上記複数の外部端子に含まれる電源端子ＰＷ、グランド端子ＰＧＮＤ、出力端子ＤＲＶ１、出力端子ＤＲＶ２、入力端子ＩＮ１及び入力端子ＩＮ２及び通信端子ＣＭが示されている。これら以外の外部端子もＩＣ２に設けられる。

　電源端子ＰＷに対して電源電圧ＶＣＣが供給される。ＩＣ２内の各回路は電源電圧ＶＣＣを元に駆動する。電源電圧ＶＣＣは所定の正の直流電圧値を有する。電源電圧ＶＣＣから他の内部電源電圧を生成する内部電源回路（不図示）がＩＣ２内に設けられていて良い。グランド端子ＰＧＮＤはグランドに接続される。

　トランスＴＲは一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２とを有し、一次側コイルＬ１及び二次側コイルＬ２は互いに電気的に絶縁されつつ磁気結合している。一次側コイルＬ１の第１端は出力端子ＤＲＶ１に接続され、一次側コイルＬ１の第２端は出力端子ＤＲＶ２に接続される。尚、電源端子ＰＷは抵抗Ｒ０を介して一次側コイルＬ１の中点（センタータップ）に接続される。より具体的には、電源端子ＰＷは抵抗Ｒ０の一端に接続され、抵抗Ｒ０の他端は一次側コイルＬ１の中点に接続されると共にコンデンサＣ０を介してグランドに接続される。

　二次側コイルＬ２に対して並列に圧電素子３が接続される。即ち、二次側コイルＬ２の第１端は圧電素子３の第１端に接続され、二次側コイルＬ２の第２端は圧電素子３の第２端に接続されると共にグランドに接続される。また、二次側コイルＬ２に対して並列にコンデンサＣ_T及び抵抗Ｒ_Tが接続される。更に、二次側コイルＬ２の第１端及び圧電素子３の第１端はコンデンサＣ１を介して入力端子ＩＮ１に接続される。即ち、二次側コイルＬ２の第１端及び圧電素子３の第１端はコンデンサＣ１の第１端に接続され、コンデンサＣ１の第２端は入力端子ＩＮ１に接続される。また、二次側コイルＬ２の第２端及び圧電素子３の第２端はコンデンサＣ２を介して入力端子ＩＮ２に接続される。即ち、二次側コイルＬ２の第２端及び圧電素子３の第２端はコンデンサＣ２の第１端に接続され、コンデンサＣ２の第２端は入力端子ＩＮ２に接続される。尚、コンデンサＣ１及びＣ２はＩＣ２に内蔵されていても良い。

　図３を参照して超音波センサ１の動作の概要を説明する。尚、図３では、超音波センサ１の構成部品の内、圧電素子３のみを示している。超音波センサ１は、圧電素子３を用いて、超音波センサ１の外部空間に向け（超音波センサ１から離れる向きに）超音波帯域の送信波信号Ｗ１を送信する。送信波信号Ｗ１が検出対象物ＯＢＪにて反射することで反射波信号Ｗ２が生成される。反射波信号Ｗ２は、圧電素子３を用いて超音波センサ１にて受信される。

　超音波帯域は、人間の耳に聞こえる音波の帯域よりも高い周波数帯域であって且つ人間の耳に聞こえない周波数帯域を指し、一般には２０ｋＨｚ以上の帯域を指す。例えば、送信波信号Ｗ１は３０ｋＨｚ～８０ｋＨｚの範囲内の周波数を持つ。送信波信号Ｗ１及び反射波信号Ｗ２は共に超音波信号に属する。

　圧電素子３は自身の第１端及び第２端間に印加される電圧信号に応じて自身に機械的変位（振動）を生じさせ、自身の機械的変位により送信波信号Ｗ１を発生させる。故に、圧電素子３は送信波信号Ｗ１の送波器として機能する。また、圧電素子３は、自身に加わる機械的変位（振動）に応じて第１端及び第２端間に起電力を生じさせる特性を持ち、反射波信号Ｗ２の受波器としても機能する。

　ＩＣ２は、圧電素子３を用いて送信波信号Ｗ１の送信動作と反射波信号Ｗ２の受信動作を行う。以下、送信波信号Ｗ１の送信動作と反射波信号Ｗ２の受信動作を合わせたものを、送受信動作と称することがある。

　送信回路１０は出力端子ＤＲＶ１及びＤＲＶ２に接続される。送信回路１０は制御回路５０の制御の下、送信波信号Ｗ１の送信動作を行う。送信波信号Ｗ１の送信動作において、送信回路１０は一次側コイルＬ１に交流の駆動電流を供給することで圧電素子３を駆動する。より具体的には、送信波信号Ｗ１の送信動作において、送信回路１０は、出力端子ＤＲＶ１及びＤＲＶ２を介して一次側コイルＬ１に交流の駆動電流を供給することで二次側コイルＬ２に交流電圧を発生させる。二次側コイルＬ２にて発生した交流電圧が圧電素子３に加わることで圧電素子３にて送信波信号Ｗ１が発生し、送信波信号Ｗ１が圧電素子３から送信される。尚、一次側コイルＬ１の巻き数よりも二次側コイルＬ２の巻き数の方が大きく、一次側コイルＬ１の両端間に加わる交流電圧の振幅よりも大きな振幅を持つ交流電圧が二次側コイルＬ２の両端間に発生する。

　受信回路３１は入力端子ＩＮ１及びＩＮ２に接続され、反射波信号Ｗ２の受信動作を行う。反射波信号Ｗ２の受信動作において、受信回路３１は圧電素子３を用いて超音波帯域の反射波信号Ｗ２を受信する。即ち、受信回路３１は、圧電素子３の両端間に加わる電圧信号をコンデンサＣ１及びＣ２を介して受けることで反射波信号Ｗ２を受信する。コンデンサＣ１及びＣ２により、圧電素子３の両端間に加わる電圧信号の直流成分が除去され、圧電素子３の両端間に加わる電圧信号の交流成分のみが入力信号Ｓｉｎとして受信回路３１に入力される。入力信号Ｓｉｎが受信回路３１による反射波信号Ｗ２の受信信号に相当する。但し、反射波信号Ｗ２の他、送信波信号Ｗ１の送信動作中に圧電素子３の両端間に加わる電圧信号も入力信号Ｓｉｎに含まれる。

　受信処理ブロック３０は、受信回路３１にて受信された反射波信号Ｗ２に対して必要な信号処理を施す。受信処理ブロック３０の詳細については後述される。尚、受信処理ブロック３０の各構成要素の動作は制御回路５０により制御される。

　図４に示す超音波ソナーシステムを形成することができる。図４の超音波ソナーシステムは、超音波センサ１の構成する各部品をモジュール化して形成されるセンサモジュール５と、上位側装置４と、を備える。センサモジュール５に超音波センサ１が収容される。センサモジュール５内において超音波センサ１に接続されたコネクタ６が、センサモジュール５に設けられる。上位側装置４とコネクタ６とはハーネス７を介して互いに接続される。

　ハーネス７は、少なくとも、電源電圧ＶＣＣが加わる電源配線と、グランド電位が加わるグランド配線と、通信配線と、を備える。上位側装置４から電源配線を通じて電源電圧ＶＣＣが超音波センサ１（ＩＣ２）に供給される。グランド配線が上位側装置４及び超音波センサ１に接続されることにより、上位側装置４のグランド電位と超音波センサ１のグランド電位は共通となる。通信配線は上位側装置４に接続されると共に、コネクタ６を介してＩＣ２の通信端子ＣＭに接続される。

　ＩＣ２と上位側装置４とは、グランド電位を基準に通信端子ＣＭ及び上記通信配線を介して双方向の通信を行う。ＩＣ２と上位側装置４との通信は半二重通信であり、上位側装置４がマスタ装置として機能すると共にＩＣ２がスレーブ装置として機能する。以下に示す任意のコマンドは上記通信配線を介して上位側装置４からＩＣ２に伝送され、通信端子ＣＭにて受信される。また、以下の説明において、ＩＣ２から上位側装置４に向けて出力（送信）される任意の信号は、通信端子ＣＭ及び上記通信配線を介して上位側装置４に入力される。

　制御回路５０は所定の測定開始条件の成立を契機に測定動作を実行する。上位側装置４は測定指示コマンドをＩＣ２に送信できる。ＩＣ２にて測定指示コマンドが受信されると測定開始条件が成立し、制御回路５０により測定動作が実行される。図５に示す如く、基本的に、１つの測定指示コマンドの受信に応答して測定動作が１回だけ実行される。但し、１つの測定指示コマンドの受信に応答して測定動作が複数回繰り返して実行されることがあっても良い。

　上位側装置４及びＩＣ２の状態には第１通信状態と第２通信状態がある。第１通信状態は上位側装置４が送信側装置として且つＩＣ２が受信側装置として機能する状態であり、第１通信状態において上位側装置４からＩＣ２に対し通信配線及び通信端子ＣＭを介して信号が送信される。第２通信状態は上位側装置４が受信側装置として且つＩＣ２が送信側装置として機能する状態であり、第２通信状態においてＩＣ２から上位側装置４に対し通信配線及び通信端子ＣＭを介して信号が送信される。上位側装置４及びＩＣ２の状態は原則として第１通信状態である。ＩＣ２にて上位側装置４からの測定指示コマンドを受信すると、測定動作の実行期間だけ上位側装置４及びＩＣ２の状態は第２通信状態となり、測定動作が終了すると第１通信状態に戻る。

　各測定動作では、送信波信号Ｗ１の送信動作が行われた後、反射波信号Ｗ２の受信動作が行われる。１つの測定動作において、測定動作の実行期間の長さは送信動作の実行期間の長さよりも長い。測定動作の実行期間の長さ及び送信動作の実行期間の長さは、測定動作の実行に先立ち、予め定められる。

　図６は超音波センサ１による送受信動作を示す図である。制御回路５０は送信回路１０に送信波信号Ｗ１の送信動作を行わせ、その送信動作に対応して反射波信号Ｗ２の受信動作により得られた信号６１０を上位側装置４に送信できる。信号６１０は、ハイレベル又はローレベルの信号レベルを持つ二値信号であり、後述の信号Ｓ３５又はＳ３６に対応する（図８参照）。受信処理ブロック３０において、入力信号Ｓｉｎの強度（振幅）に比例した信号値を有する受信強度信号（後述の受信強度信号Ｓ３３に相当）が生成される。そして、受信強度信号の値が判定閾値未満であれば信号６１０はハイレベルを有し、受信強度信号の値が判定閾値以上であれば信号６１０はローレベルを有する。上位側装置４は信号６１０に基づき物体検出処理を行うことができる。尚、入力信号Ｓｉｎの強度と受信強度信号との比例定数は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻からの経過時間に応じて変化するものであって良い。

　物体検出処理は、超音波センサ１と検出対象物ＯＢＪとの距離（換言すれば圧電素子３と検出対象物ＯＢＪとの距離）を検出する距離検出処理であって良い。時刻ｔ１にて送信波信号Ｗ１を送信してから時刻ｔ３にて反射波信号Ｗ２を受信するまでの時間の長さ（即ち時刻ｔ１及びｔ３間の長さ）を測定することにより、超音波センサ１と検出対象物ＯＢＪとの距離を導出できる。時刻ｔ１は送信回路１０及び圧電素子３を用いた送信波信号Ｗ１の送信開始時刻を表し、時刻ｔ３は受信回路３１及び圧電素子３を用いた反射波信号Ｗ２の受信開始時刻を表す。時刻ｔ２は送信回路１０及び圧電素子３を用いた送信波信号Ｗ１の送信終了時刻を表す。時刻ｔ２は時刻ｔ３よりも前の時刻である。時刻ｔ１より前において信号６１０はハイレベルを有する。時刻ｔ１及びｔ２間において十分に大きな振幅の交流電圧が圧電素子３に印加されるため、信号６１０はローレベルとなり、時刻ｔ２を境に信号６１０はハイレベルに戻る。その後、対象検出部ＯＢＪからの反射波信号Ｗ２が時刻ｔ３にて受信されることで、信号６１０がハイレベルからローレベルに切り替わる。時刻ｔ３から時刻ｔ４まで反射波信号Ｗ２の受信が継続することで信号６１０がローレベルに維持され、信号６１０は時刻ｔ４を境にローレベルからハイレベルに切り替わる。時刻ｔ３及びｔ４間の長さは、理想的には時刻ｔ１及びｔ２間の長さと等しい。

　物体検出処理は接近検出処理であっても良い。接近検出処理において、上位側装置４は、時刻ｔ１にて送信波信号Ｗ１を送信してから所定時間が経過するまでに反射波信号Ｗ２を受信した場合には超音波センサ１に対して検出対象物ＯＢＪが接近していると判定し、そうでない場合には、超音波センサ１に対して検出対象物ＯＢＪが接近していないと判定する。上位側装置４は、時刻ｔ２の後、時刻ｔ１から見て所定時間内に信号６１０にハイレベルからローレベルへの切り替わりが生じた場合、超音波センサ１に対して検出対象物ＯＢＪが接近していると判定でき、そうでない場合には、超音波センサ１に対して検出対象物ＯＢＪが接近していないと判定できる。

　超音波センサ１は任意の装置に搭載される。超音波センサ１が搭載された装置を、便宜上、センサ搭載装置と称する。上位側装置４とセンサモジュール５とを有する超音波ソナーシステム（図４参照）がセンサ搭載装置に搭載されて良い。センサ搭載装置の典型例として自動車等の車両が挙げられる。超音波センサ１と検出対象物ＯＢＪとの距離は、センサ搭載装置と検出対象物ＯＢＪとの距離に相当する、とも言える。超音波センサ１に対する検出対象物ＯＢＪの接近とは、センサ搭載装置に対する検出対象物ＯＢＪの接近に相当する、とも言える。

　尚、一次側コイルＬ１への駆動電流の供給開始を経て当該供給を停止した後も、圧電素子３は駆動電流の供給期間中に蓄積した機械エネルギに基づき、暫くの間、振動を継続する。駆動電流の供給停止後の圧電素子３の振動は残響と称される。残響の継続時間が長いと至近距離の物体の検出が難しくなる。コンデンサＣ_T及び抵抗Ｒ_Tは残響を低減するために設けられる。また、ＥＭＣ（electromagnetic  compatibility）の特性向上等を目的に、コンデンサＣ１及び入力端子ＩＮ１間への抵抗の挿入、コンデンサＣ２及び入力端子ＩＮ２間への抵抗の挿入、並びに、入力端子ＩＮ１及びＩＮ２間へのコンデンサの挿入が行われて良い。

　図７に、送信回路１０の内部構成と、送信回路１０及び制御回路５０間の関係を示す。送信回路１０は、スイッチング素子１１及び１２と電流源１３とを備える。スイッチング素子１１の第１端（第１電極）は出力端子ＤＲＶ１に接続され、従って一次側コイルＬ１の第１端に接続される。スイッチング素子１１の第２端（第２電極）は電流源１３の入力端に接続される。スイッチング素子１２の第１端（第１電極）は出力端子ＤＲＶ２に接続され、従って一次側コイルＬ１の第２端に接続される。スイッチング素子１２の第２端（第２電極）は電流源１３の入力端に接続される。電流源１３は入力端及び出力端を有する定電流源であり、自身の入力端から自身の出力端に向けて駆動電流Ｉ_DRVが流れるよう動作する。電流源１３の出力端はグランドに接続される。駆動電流Ｉ_DRVは電流源１３の入力端から出力端（従ってグランド）に向けて流れる。

　制御回路５０はスイッチング素子１１及び１２のオン、オフ状態を個別に制御できる。制御回路５０は、送信波信号Ｗ１の送信動作において、スイッチング素子１１及び１２を交互にオン、オフとすることにより一次側コイルＬ１に交流の駆動電流を供給する。より具体的には、制御回路５０は、送信動作において、送信回路１０の状態を第１駆動状態及び第２駆動状態間で交互に切り替える。

　第１駆動状態において、スイッチング素子１１、１２は夫々、オン、オフである。故に、第１駆動状態では、一次側コイルＬ１の第１端が出力端子ＤＲＶ１及びスイッチング素子１１を通じて電流源１３と導通し、電流源１３の作用により、一次側コイルＬ１の第１端から出力端子ＤＲＶ１及びスイッチング素子１１を通じ電流源１３に向けて駆動電流Ｉ_DRVが流れる。尚、第１駆動状態における駆動電流Ｉ_DRVは、コンデンサＣ０、一次側コイルＬ１の中点（センタータップ）及び一次側コイルＬ１の第１端を経由する電路を流れる（図１も参照）。

　第２駆動状態において、スイッチング素子１１、１２は夫々、オフ、オンである。故に、第２駆動状態では、一次側コイルＬ１の第２端が出力端子ＤＲＶ２及びスイッチング素子１２を通じて電流源１３と導通し、電流源１３の作用により、一次側コイルＬ１の第２端から出力端子ＤＲＶ２及びスイッチング素子１２を通じ電流源１３に向けて駆動電流Ｉ_DRVが流れる。尚、第２駆動状態における駆動電流Ｉ_DRVは、ンデンサＣ０、一次側コイルＬ１の中点（センタータップ）及び一次側コイルＬ１の第２端を経由する電路を流れる（図１も参照）。

　スイッチング素子１１及び１２の夫々は例えばＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor  field-effect  transistor）により構成される。この場合、スイッチング素子１１、１２のソースを夫々出力端子ＤＲＶ１、ＤＲＶ２に接続する一方で、スイッチング素子１１、１２の各ドレインを電流源１３の入力端子に接続すれば良い。そして、制御回路５０はスイッチング素子１１及び１２の各ゲート電位を制御することでスイッチング素子１１及び１２のオン、オフ状態を個別に制御すれば良い。但し、スイッチング素子１１及び１２をＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴにて構成しても良い。また、電流源１３は駆動電流Ｉ_DRVの値を変更可能に構成された可変電流源であって良く、制御回路５０は駆動電流Ｉ_DRVの値を調整できて良い。

　図８に受信処理ブロック３０の内部ブロック図を示す。受信処理ブロック３０は、受信回路３１、ＡＤＣ３２、信号処理回路３３、比較用信号生成回路３４、比較回路３５、フィルタ回路３６、信号選択回路３７、ＤＡＣ３８、切り替え出力回路３９及び選択指定回路４０を備える。受信処理ブロック３０の構成要素（３１～４０）の動作は制御回路５０により制御される。

　受信回路３１は上述したように入力端子ＩＮ１及びＩＮ２に接続される。入力端子ＩＮ１及びＩＮ２間の信号は圧電素子３の両端間に加わる電圧信号の交流成分を示し、入力信号Ｓｉｎとして受信回路３１に入力される。受信回路３１は、入力信号Ｓｉｎを増幅する信号増幅処理を行い、増幅後の入力信号Ｓｉｎを増幅受信信号Ｓ３１として生成及び出力する。増幅受信信号Ｓ３１は、入力信号Ｓｉｎの振幅に比例する振幅を有するアナログ信号である。増幅受信信号Ｓ３１はＡＤＣ３２に入力される。

　ＡＤＣ３２はＡ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタルコンバータ）であり、増幅受信信号Ｓ３１をデジタル信号に変換することで信号Ｓ３２を生成及び出力する。信号Ｓ３２はアナログ領域で表現された増幅受信信号Ｓ３１をデジタル領域で表現された信号に変換したものであるため、信号Ｓ３２も増幅受信信号と称され得る。デジタルの増幅受信信号Ｓ３２は信号処理回路３３に入力される。

　信号処理回路３３は、増幅受信信号Ｓ３２に対して所定の信号処理を施すことにより、受信強度信号Ｓ３３を生成及び出力する。受信強度信号Ｓ３３は入力信号Ｓｉｎの強度を示す信号（即ち受信回路３１での受信信号の強度を示す信号）である。受信強度信号Ｓ３３はデジタル信号（デジタル領域の信号）であり、或る時刻において入力信号Ｓｉｎの強度が大きいほど当該時刻における受信強度信号Ｓ３３の値は大きくなる。信号処理回路３３における信号処理は増幅受信信号Ｓ３２の包絡線を検出する包絡線検波を含む。増幅受信信号Ｓ３２の振幅は入力信号Ｓｉｎの振幅に比例するため、増幅受信信号Ｓ３２の包絡線を検出すること入力信号Ｓｉｎの強度（振幅）を特定できる。信号処理回路３３における信号処理は包絡線検波以外の処理（例えばデジタルフィルタリング）を更に含み得る。尚、入力信号Ｓｉｎの強度を示す信号（即ち受信回路３１での受信信号の強度を示す信号）を受信強度信号Ｓ３３として生成できる限り、信号処理回路３３での信号処理の内容は任意である。信号処理回路３３は受信強度信号生成回路の例である。ＡＤＣ３２と信号処理回路３３とで受信強度信号生成回路が形成されると考えても良い。

　比較用信号生成回路３４は受信強度信号Ｓ３３と比較されるべき信号である比較用信号Ｓ３４を生成及び出力する。比較用信号Ｓ３４はデジタル信号（デジタル領域の信号）であり、比較用信号Ｓ３４の値は特に判定閾値と称されることがある。各測定動作において、判定閾値（即ち比較用信号Ｓ３４の値）は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻からの時間経過と共に変化する。

　比較回路３５に対して受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４が入力される。比較回路３５は受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４を比較し、それらの比較結果を示す信号Ｓ３５を出力する。信号Ｓ３５及び後述の信号Ｓ３６は“１”又は“０”の値を持つ二値信号である。ここでは、“１”の信号Ｓ３５及びＳ３６はローレベルを有し、“０”の信号Ｓ３５及びＳ３６はハイレベルを有するものとする。比較回路３５は、受信強度信号Ｓ３３の値が比較用信号Ｓ３４の値以上であれば“１”の信号Ｓ３５を出力し、受信強度信号Ｓ３３の値が比較用信号Ｓ３４の値未満であれば“０”の信号Ｓ３５を出力する。信号Ｓ３５及びＳ３６は特に比較結果信号と称されることがある。比較結果信号Ｓ３５はフィルタ回路３６に入力される。

　フィルタ回路３６は比較結果信号Ｓ３５に含まれるノイズの低減を主目的としたフィルタリング処理を比較結果信号Ｓ３５に対して施し、フィルタリング処理後の比較結果信号Ｓ３５を比較結果信号Ｓ３６として出力する。尚、受信処理ブロック３０において、フィルタ回路３６の機能が無効とされる、或いは、フィルタ回路３６が設けられない場合もある。その場合、比較結果信号Ｓ３６は比較結果信号Ｓ３５と全く同じものを指す。

　信号選択回路３７には受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４が入力される。選択指定回路４０からの選択指定信号Ｓ４０も信号選択回路３７が入力される。選択指定信号Ｓ４０は“１”又は“０”の値を有する二値信号である。信号選択回路３７は、選択指定信号Ｓ４０に応じ、受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の何れか一方を選択し、選択した信号を信号Ｓ３７として出力する。ここででは、選択指定信号Ｓ４０が“１”の値を持つとき、受信強度信号Ｓ３３が信号Ｓ３７として選択され、選択指定信号Ｓ４０が“０”の値を持つとき、比較用信号Ｓ３４が信号Ｓ３７として選択されるものとする。信号Ｓ３７は、以下、選択信号Ｓ３７と称され得る。選択信号Ｓ３７はＤＡＣ３８に入力される。

　ＤＡＣ３８はＤ／Ａコンバータ（デジタル／アナログコンバータ）であり、選択信号Ｓ３７をアナログ信号に変換することで信号Ｓ３８を生成及び出力する。信号Ｓ３８は、以下、ＤＡＣ出力信号Ｓ３８と称され得る。アナログのＤＡＣ出力信号Ｓ３８は切り替え出力回路３９に入力される。

　切り替え出力回路３９は、測定動作の実行期間において、制御回路５０による制御の下、比較結果信号Ｓ３６及びＤＡＣ出力信号Ｓ３８の何れか一方を、ＩＣ出力信号Ｓ３９として通信端子ＣＭから出力する。測定動作の実行期間において、通信端子ＣＭから出力されたＩＣ出力信号Ｓ３９は通信配線を介して上位側装置４に伝送される。

　選択指定回路４０による選択指定信号Ｓ４０の出力動作の詳細については後述される。尚、信号選択回路３７、ＤＡＣ３８、切り替え出力回路３９及び選択指定回路４０により信号出力回路４１が形成される。

　図９に、１回の測定動作における信号Ｓ３３、Ｓ３４及びＳ３５の波形例を示す。図９において、受信強度信号Ｓ３３は破線波形にて示され、比較用信号Ｓ３４及び比較結果信号Ｓ３５は実線波形にて示される。ノイズ等を無視すれば、図９に示される比較結果信号Ｓ３５の波形と比較結果信号Ｓ３６の波形は実質同じとなる。１回の測定動作は時刻ｔ１から開始され時刻ｔ１０にて終了する。制御回路５０は送信回路１０と受信処理ブロック３０の構成要素（３１～４０）を用いて測定動作を実行する。制御回路５０の制御の下、送信回路１０と受信処理ブロック３０の構成要素（３１～４０）とが協働して測定動作を実行する、と考えても良い。

　制御回路５０の制御の下、時刻ｔ１にて送信回路１０による送信波信号Ｗ１の送信動作が実行開始され、送信波信号Ｗ１の送信動作は時刻ｔ２にて終了する。時刻ｔ２は測定動作の実行期間の終了時刻に相当する時刻ｔ１０よりも前の時刻である。時刻ｔ１及びｔ２間において圧電素子３から送信波信号Ｗ１が送信される。時刻ｔ２にて送信波信号Ｗ１の送信が停止する。但し、実際には時刻ｔ２の後、暫くの間、残響の影響が残る。尚、ここで述べる時刻ｔ１及びｔ２は図６を参照して上述した時刻ｔ１及びｔ２に対応し、上述の時刻ｔ３及びｔ４は時刻ｔ１０よりも前の時刻である。

　送信動作の実行期間の長さは時刻ｔ１及びｔ２間の長さに相当する送信設定時間Ｔ_Oであり、測定動作の実行期間の長さは時刻ｔ１及びｔ１０間の長さに相当する測定設定時間Ｔ_Mである。送信設定時間Ｔ_O及び測定設定時間Ｔ_Mは、測定動作の実行に先立ち、予め定められる。制御回路５０が送信設定時間Ｔ_O及び測定設定時間Ｔ_Mを設定すると考えて良い。送信設定時間Ｔ_O及び測定設定時間Ｔ_Mは、上位側装置４から送信されてＩＣ２に受信される設定コマンドに基づき変更され得る。

　時刻ｔ１及びｔ２間において十分に大きな振幅の交流電圧が圧電素子３に印加されるため、比較結果信号Ｓ３５はローレベルとなり、時刻ｔ２を境に比較結果信号Ｓ３５はハイレベルに戻る。以後、受信強度信号Ｓ３３の値が比較用信号Ｓ３４の値以上となる期間においてだけ、比較結果信号Ｓ３５はローレベルとなる。

　検出対象物ＯＢＪの検出精度向上及び誤検出低減を目指し、測定動作の実行期間において、比較用信号生成回路３４は、判定閾値（即ち比較用信号Ｓ３４の値）を送信波信号Ｗ１の送信開始時刻ｔ１からの時間経過と共に変化させる。例えば、超音波ソナーシステムが路面を走行する車両に搭載される場合、路面は検出対象物ＯＢＪから除外される。この際、路面からの反射波に基づき路面が検出対象物ＯＢＪとして誤検出されることを回避するべく、路面からの反射波が受信回路３１にて受信される時間帯にて判定閾値を比較的高くするといったことが行われる。また、検出対象物ＯＢＪ及び超音波センサ１間の距離が大きくなるほど、受信回路３１にて受信される反射波信号Ｗ２の強度が小さくなることを考慮して、比較用信号Ｓ３４が設定される。

　例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ１０までにおいて比較用信号Ｓ３４の値をどのように変化させるのかを特定する判定閾値データを、制御回路５０又は比較用信号生成回路３４に格納しておき、比較用信号生成回路３４は判定閾値データに基づいて比較用信号Ｓ３４を生成及び出力して良い。判定閾値データは、上位側装置４から送信されてＩＣ２に受信される設定コマンドに基づき変更され得るものであって良い。尚、比較用信号生成回路３４は、受信回路３１又は信号処理回路３３での信号増幅のゲインに応じて判定閾値を変化させることがあっても良い。

　信号出力回路４１は複数の出力モードの何れかにて動作する。信号出力回路４１が何れの出力モードにて動作するのかは制御回路５０により指定及び制御される。制御回路５０は上位側装置４から受信したモード指定コマンドに従って複数の出力モードの何れかを対象出力モードに設定し、信号出力回路４１は対象出力モードにて動作する。上記複数の出力モードは出力モードＭＤ_A及びＭＤ_Bを含む。

［出力モードＭＤ_A］
　出力モードＭＤ_Aについて説明する。ＩＣ２の初期状態において対象出力モードは出力モードＭＤ_Aである。超音波ソナーシステムをセンサ搭載装置（車両等）に搭載して物体検出処理を行う実運用段階においては、出力モードＭＤ_Aが利用される。出力モードＭＤ_Aにおいて（即ち出力モードＭＤ_Aが対象出力モードに設定されている場合において）、測定動作では、測定動作の実行期間の全体に亘って比較結果信号Ｓ３６がＩＣ出力信号Ｓ３９として通信端子ＣＭから出力される。つまり、出力モードＭＤ_Aでの測定動作において、信号出力回路４１は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻（ｔ１）から測定設定時間Ｔ_Mが経過するまで（即ち測定動作が終了するまで）比較回路３５の比較結果に基づく信号を通信端子ＣＭから出力する。上位側装置４は出力モードＭＤ_AにおけるＩＣ出力信号Ｓ３９に基づき上述の物体検出処理を行うことができる。

　制御回路５０は、ＤＡＣ出力信号Ｓ３８がＩＣ出力信号Ｓ３９として出力される期間において、信号選択回路３７、ＤＡＣ３８及び選択指定回路４０を動作させ、それ以外の期間において信号選択回路３７、ＤＡＣ３８及び選択指定回路４０の動作を停止させる。従って、出力モードＭＤ_Aにおいて（即ち出力モードＭＤ_Aが対象出力モードに設定されている場合において）、制御回路５０は、信号選択回路３７、ＤＡＣ３８及び選択指定回路４０の動作を停止させる。

　例えば、切り替え出力回路３９は図１０に示すような構成を有していて良い。図１０の切り替え出力回路３９はＩ／Ｆ回路３９ａを有する。Ｉ／Ｆ回路３９ａの入力端子に比較結果信号Ｓ３６が入力される。Ｉ／Ｆ回路３９ａの出力端子は通信端子ＣＭに接続される。Ｉ／Ｆ回路３９ａは、比較結果信号Ｓ３６がＩＣ出力信号Ｓ３９として出力されるべき期間において有効に動作し、当該期間において比較結果信号Ｓ３６をＩＣ出力信号Ｓ３９として通信端子ＣＭから出力させる。この際、必要なレベルシフト処理等が適宜実行される。

　ＤＡＣ３８の出力端子はＩ／Ｆ回路３９ａの出力端子と共に通信端子ＣＭに接続される。但しＤＡＣ３８の動作が停止しているとき、通信端子ＣＭから見てＤＡＣ３８の出力端子の入力インピーダンスは十分に高くなっている。従って、出力モードＭＤ_Aにおける測定動作において、比較結果信号Ｓ３６に対応するＩＣ出力信号Ｓ３９をＩ／Ｆ回路３９ａを通じて通信端子ＣＭから出力することができる。

　ＤＡＣ出力信号Ｓ３８がＩＣ出力信号Ｓ３９として出力されるべき期間ではＩ／Ｆ回路３９ａの動作が停止し、通信端子ＣＭから見てＩ／Ｆ回路３９ａの出力端子の入力インピーダンスは十分に高くなるので、ＤＡＣ出力信号Ｓ３８をＩＣ出力信号Ｓ３９として通信端子ＣＭから出力可能となる。

　ところで、ＩＣ２単体又は超音波ソナーシステム全体の開発又は評価段階において、判定閾値の調整等を含む作業（以下、デバッグ作業と称する）が行われる。デバッグ作業においてデバッグ作業を担う作業者はＩＣ２内の各種内部信号の参照を望む。但し、各種内部信号を読み出すための専用配線を超音波ソナーシステムに設けることは、配線数の制約から許容されない又は許容し難い。そのような事情の下、デバッグ作業の便宜を図るために、ＩＣ２は図８に示す構成及び出力モードＭＤ_Bを有する。本実施形態に係るＩＣ２の優位性を示すために以下に幾つかの参考構成を示す。

　第１参考構成では、図８に示す構成要素３７～４０が設けられず、通信端子ＣＭからは比較結果信号Ｓ３６のみが出力可能である。第１参考構成においてデバッグ作業を行う際、図１１に示す如くデバッグ作業専用にＩＣから配線ＷＲを引き出して当該配線ＷＲにおける信号（例えばＳ３３又はＳ３４の信号）を、専用治具等を用いて観測する。第１参考構成では、デバッグ作業専用にＩＣから配線ＷＲを引き出す工程が必須となり、利便性が悪い。またＩＣがセンサモジュールとしてモジュール化された状態での配線ＷＲの引き出しは困難又は不能である。

　第２参考構成では、図８に示す構成要素３７及び４０が設けられない。第２参考構成では、図１２に示す如く比較結果信号Ｓ３６又は受信強度信号Ｓ３３が通信端子ＣＭから切り替え出力可能とされる。このため、第２参考構成に係るデバッグ作業時において、作業者は受信強度信号Ｓ３３を容易に観測可能である。但し、第２参考構成では、デバッグ作業時において受信強度信号Ｓ３３しか観測できず、デバッグ作業が進めにくいといった事情がある。

［出力モードＭＤ_B］
　図８に示す構成及び出力モードＭＤ_Bによりデバッグ作業の便宜が図られる。出力モードＭＤ_Bにおいて（即ち出力モードＭＤ_Bが対象出力モードに設定されている場合において）、信号出力回路４１は、ｍ種類の出力対象信号を切り替えながら通信端子ＣＭから出力する。ｍは２以上の任意の整数である。ｍ種類の出力対象信号は出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］から成る。図１３に、“ｍ＝２”である場合において、出力モードＭＤ_Bにて通信端子ＣＭから出力される信号（ＩＣ出力信号Ｓ３９）の波形を模式的に示す（図１３ではし、切り替え周期が相当に短いと仮定）。

　ここで、ｍ以下の互いに異なる任意の２つの自然数を、ｉ_A及びｉ_Bで表す。出力対象信号Ｓ［ｉ_A］は受信強度信号Ｓ３３の波形を表す信号であり、出力対象信号Ｓ［ｉ_B］は比較用信号Ｓ３４の波形を表す信号である。つまり、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］の内、何れか２つは受信強度信号Ｓ３３の波形を表す信号と比較用信号Ｓ３４の波形を表す信号である。

　本実施形態において、出力対象信号Ｓ［ｉ_A］は、受信強度信号Ｓ３３が選択信号Ｓ３７であるときのＤＡＣ出力信号Ｓ３８である、即ち受信強度信号Ｓ３３をアナログ信号に変換したものである。但し、出力対象信号Ｓ［ｉ_A］は、受信強度信号Ｓ３３の波形を表す信号であれば任意である。本実施形態において、出力対象信号Ｓ［ｉ_B］は、比較用信号Ｓ３４が選択信号Ｓ３７であるときのＤＡＣ出力信号Ｓ３８である、即ち比較用信号Ｓ３４をアナログ信号に変換したものである。但し、出力対象信号Ｓ［ｉ_B］は、比較用信号Ｓ３４の波形を表す信号であれば任意である。

　以下では、説明の具体化のため、特に記述無き限り、“（ｉ_A，ｉ_B）＝（１，２）”であるとする。即ち、以下では、特に記述無き限り、出力対象信号Ｓ［１］は受信強度信号Ｓ３３が選択信号Ｓ３７であるときのＤＡＣ出力信号Ｓ３８であって、且つ、出力対象信号Ｓ［２］は比較用信号Ｓ３４が選択信号Ｓ３７であるときのＤＡＣ出力信号Ｓ３８であるとする。

　出力モードＭＤ_Bを利用することで、デバッグ作業の作業者は、通信端子ＣＭから出力される信号に基づき受信強度信号Ｓ３３の波形及び比較用信号Ｓ３４の波形を容易に観測することができ、判定閾値の調整等を含むデバッグ作業を効率良く行うことができる。

　以下、複数の実施例の中で、特に出力モードＭＤ_Bに関わる幾つかの具体例、応用技術、変形技術等を説明する。本実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の各実施例に適用される。各実施例において、上述の事項と矛盾する事項がある場合には、各実施例での記載が優先されて良い。また矛盾無き限り、以下に示す複数の実施例の内、任意の実施例に記載した事項を、他の任意の実施例に適用することもできる（即ち複数の実施例の内の任意の２以上の実施例を組み合わせることも可能である）。

＜＜第１実施例＞＞
　第１実施例を説明する。第１実施例において出力モードＭＤ_Bは出力モードＭＤ_B1である。第１実施例において“ｍ＝２”である。

　出力モードＭＤ_B1に係る測定動作において、信号出力回路４１は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻（ｔ１）から測定設定時間Ｔ_Mが経過するまで（即ち測定動作が終了するまで）、出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］を順次切り替えながら通信端子ＣＭから出力する。出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］を順次切り替えながら通信端子ＣＭから出力するとは、換言すれば、出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］を交互に切り替えながら通信端子ＣＭから出力することに相当する。

　出力モードＭＤ_B1において通信端子ＣＭから出力される信号の切り替え周期を記号“Ｐ_SW”にて表す。出力モードＭＤ_B1における１つの測定動作では、切り替え周期Ｐ_SWが経過するごとに、通信端子ＣＭから出力される信号が、出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］間で切り替わる。切り替え周期Ｐ_SWは測定設定時間Ｔ_Mよりも十分に短い。故に、出力モードＭＤ_B1に係る測定動作において、信号出力回路４１は、測定設定時間Ｔ_Mよりも短い周期（即ち測定動作の実行期間よりも短い周期）で出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］を周期的に順次（交互に）切り替えながら通信端子ＣＭから出力する。

　より詳細な数値例を挙げる。センサ駆動周波数は５０～６０ｋＨｚ（キロヘルツ）であるする。センサ駆動周波数とは、送信波信号Ｗ１の送信動作において圧電素子３に印加される交流電圧の周波数を表し、図１の構成では一次側コイルＬ１へ供給される交流電流の周波数に等しい。センサ駆動周波数の逆数をセンサ駆動周期と称する。この際例えば、測定設定時間Ｔ_Mが１０～４０ミリ秒であるの対し、切り替え周期Ｐ_SWは数１０マイクロ秒程度であって良い。受信処理ブロック３０内の任意のデジタル信号の更新周期はセンサ駆動周期と一致していて良く、この際例えば、切り替え周期Ｐ_SWは、センサ駆動周期の１／２であって良い（但し１／２は例に過ぎず、様々に変更可能である）。

　出力モードＭＤ_B1に係る測定動作の実行期間におけるＩＣ出力信号Ｓ３９の波形を、図１４に概略的に示す。出力モードＭＤ_B1に係る測定動作の実行期間において、ＩＣ出力信号Ｓ３９の波形をオシロスコープにて観測したとき、波形７１１及び７１２がオシロスコープの表示画面に示される。図１４では、便宜上、波形７１１を破線波形にて示し、波形７１２を実線波形にて示している。波形７１１は出力対象信号Ｓ［１］の波形であり、故に受信強度信号Ｓ３３の波形を表す。波形７１２は出力対象信号Ｓ［２］の波形であり、故に比較用信号Ｓ３４の波形を表す。

　図１５は、時刻ｔ２周辺における波形７１１及び７１２の拡大図（時間方向の拡大図）である。切り替え周期Ｐ_SWが経過するごとに、ＩＣ出力信号Ｓ３９が出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］間で切り替わっていることが分かる。測定設定時間Ｔ_Mに対して切り替え周期Ｐ_SWが十分に短いため、測定設定時間Ｔ_Mの全体のスケールでＩＣ出力信号Ｓ３９の波形をオシロスコープにて観測すると、波形７１１及び７１２が重なり合った状態で同時に観測される。即ち、デバッグ作業の作業者は、受信強度信号Ｓ３３の波形と比較用信号Ｓ３４の波形を同時に観測することができ、デバッグ作業を効率的に行うことができる。

　図１６に、出力モードＭＤ_B1における選択指定信号Ｓ４０の波形を示す。出力モードＭＤ_B1に係る測定動作において、選択指定信号Ｓ４０の値は切り替え周期Ｐ_SWが経過するごとに“１”及び“０”間で交互に変化する。選択信号Ｓ３７は、選択指定信号Ｓ４０が“１”の値を持つときに受信強度信号Ｓ３３であり、選択指定信号Ｓ４０が“０”の値を持つときに比較用信号Ｓ３４である。測定動作の非実行期間における選択指定信号Ｓ４０の値は任意であるが、図１６の例では“０”で固定されている。

＜＜第２実施例＞＞
　第２実施例を説明する。第２実施例において出力モードＭＤ_Bは出力モードＭＤ_B2である。第２実施例において“ｍ＝２”である。

　第１実施例に示した出力モードＭＤ_B1では、１つ１つの測定動作の中で、出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］が交互に切り替わりながら通信端子ＣＭから出力される。これに対し、第２実施例に係る出力モードＭＤ_B2では、１つの測定動作が行われるたびに、通信端子ＣＭから出力される信号を出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］間で切り替える。

　即ち、出力モードＭＤ_B2に係る１つの測定動作において、信号出力回路４１は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻（ｔ１）から測定設定時間Ｔ_Mが経過するまで（即ち測定動作が終了するまで）、出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］の何れか一方のみを通信端子ＣＭから出力する。出力モードＭＤ_B2において測定動作が複数回繰り返し実行される際、信号出力回路４１は、１つの測定動作を実行するごとに、通信端子ＣＭから出力される信号を出力対象信号Ｓ［１］及びＳ［２］間で交互に切り替える。

　出力モードＭＤ_B2に係るＩＣ出力信号Ｓ３９の波形を図１７に概略的に示す。出力モードＭＤ_B2において、時刻ｔ２１及びｔ２２間にて第ｉ回目の測定動作が行われ、その後、時刻ｔ２３及びｔ２４間にて第（ｉ＋１）回目の測定動作が行われ、更にその後、時刻ｔ２５及びｔ２６間にて第（ｉ＋２）回目の測定動作が行われ、更にその後、時刻ｔ２７及びｔ２８間にて第（ｉ＋３）回目の測定動作が行われたとする。ｉは任意の自然数である。信号出力回路４１は、第ｉ回目の測定動作において出力対象信号Ｓ［１］を通信端子ＣＭから出力し、第（ｉ＋１）回目の測定動作において出力対象信号Ｓ［２］を通信端子ＣＭから出力し、第（ｉ＋２）回目の測定動作において出力対象信号Ｓ［１］を通信端子ＣＭから出力し、第（ｉ＋３）回目の測定動作において出力対象信号Ｓ［２］を通信端子ＣＭから出力する。

　図１７のＩＣ出力信号Ｓ３９の波形は、時刻ｔ２１及びｔ２２間の波形７２１と、時刻ｔ２３及びｔ２４間の波形７２２と、時刻ｔ２５及びｔ２６間の波形７２３と、時刻ｔ２７及びｔ２８間の波形７２４と、を含む。
　波形７２１は時刻ｔ２１及びｔ２２間における出力対象信号Ｓ［１］の波形であり、故に時刻ｔ２１及びｔ２２間における受信強度信号Ｓ３３の波形を表す。
　波形７２２は時刻ｔ２３及びｔ２４間における出力対象信号Ｓ［２］の波形であり、故に時刻ｔ２３及びｔ２４間における比較用信号Ｓ３４の波形を表す。
　波形７２３は時刻ｔ２５及びｔ２６間における出力対象信号Ｓ［１］の波形であり、故に時刻ｔ２５及びｔ２６間における受信強度信号Ｓ３３の波形を表す。
　波形７２４は時刻ｔ２７及びｔ２８間における出力対象信号Ｓ［２］の波形であり、故に時刻ｔ２７及びｔ２７間における比較用信号Ｓ３４の波形を表す。

　故に、時刻ｔ２１及びｔ２８間におけるＩＣ出力信号Ｓ３９の波形をオシロスコープにて観測したとき、図１７に示すような、波形７２１～７２４を時間軸方向に沿って並べた波形が観測される。多くのオシロスコープには表示画面に一度表示した波形を残像として表示する残像表示機能が設けられている。残像表示機能を用いれば、オシロスコープの表示画面に図１８に示すような波形７２１’及び７２２’を重ね合わせて表示させることができる。図１８において実線の波形７２２’は図１７の波形７２２に相当し、破線の波形７２１’は図１７の波形７２１に相当する。但し、波形７２１’は残像表示機能により波形７２２’に重ね合わせて表示される。

　出力モードＭＤ_B2によってもデバッグ作業の作業者は、受信強度信号Ｓ３３の波形と比較用信号Ｓ３４の波形とを観測することができ、残像表示機能等の利用により、それらの波形を同時に観測することもできる。このため、デバッグ作業を効率的に行うことができる。

　図１９に、出力モードＭＤ_B2における選択指定信号Ｓ４０の波形を示す。出力モードＭＤ_B2にて測定動作が複数回順次実行される際、奇数回目の測定動作の実行期間において選択指定信号Ｓ４０の値は“１”に保たれ、偶数回目の測定動作の実行期間において選択指定信号Ｓ４０の値は“０”に保たれる（或いは、その逆であっても良い）。測定動作の非実行期間において選択指定信号Ｓ４０の値は“０”に固定される（或いは“１”に固定されても良い）。選択信号Ｓ３７は、選択指定信号Ｓ４０が“１”の値を持つときに受信強度信号Ｓ３３であり、選択指定信号Ｓ４０が“０”の値を持つときに比較用信号Ｓ３４である。

　ここで、第１実施例に係る出力モードＭＤ_B1と第２実施例に係る出力モードＭＤ_B2とを対比する。

　出力モードＭＤ_B1では、同一の測定動作の中で取得される受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の波形を同時観測できるため、それらの波形間での不整合が生じないというメリットがある。但し、通信配線に伝搬される信号には、ＥＭＩ対策又は誤動作対策のためにＣＲフィルタ又はスルーレート制御が適用されることも多い。このため出力モードＭＤ_B1では、高速切り替えが必要となる分、出力追従が間に合わずに、ＩＣ出力信号Ｓ３９として観測される波形が、信号Ｓ３３又はＳ３４の波形を正しく表さないことが懸念される。故に、切り替え周期Ｐ_SWを長く設定する、又は、通信配線に接続されたプルアップ抵抗の値を下げる（プルアップ抵抗に電流を流すか否かで信号伝送を行う方式が採用されることを想定）、といった対策が必要になることもある。

　出力モードＭＤ_B2では信号の切り替え周期が相当に長いため、出力追従に関する懸念は無い。一方で、出力モードＭＤ_B2にて観測される受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４は同一の測定動作中で取得される信号ではない分、それらの波形間で不整合が生じる可能性がある（判定閾値と受信信号強度との関係にずれが生じ得る）。しかしながら、実際には、デバッグ作業を行うような評価条件において、超音波センサ１及び検出対象物ＯＢＪ間の距離を高速変化させるといったことは稀である。このため、連続した複数回の測定動作において、受信強度信号Ｓ３３又は比較用信号Ｓ３４は毎回実質同じ波形を有すると期待され、実使用面での問題は略生じない。

＜＜第３実施例＞＞
　第３実施例を説明する。第１実施例に係る出力モードＭＤ_B（即ち出力モードＭＤ_B1）を“ｍ≧３”の条件に適するよう変形できる。この変形が施された出力モードＭＤ_Bを出力モードＭＤ_B3と称する。第３実施例に係る出力モードＭＤ_Bは出力モードＭＤ_B3であり、第３実施例では“ｍ≧３”である。尚、“ｍ≧３”である場合、信号出力回路４１の構成は図８の構成から適宜変形され得る。

　出力モードＭＤ_B3に係る測定動作において、信号出力回路４１は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻（ｔ１）から測定設定時間Ｔ_Mが経過するまで（即ち測定動作が終了するまで）、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］を順次切り替えながら通信端子ＣＭから出力する。出力モードＭＤ_B3における１つの測定動作では、切り替え周期Ｐ_SWが経過するごとに、通信端子ＣＭから出力される信号が、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］間で順番に切り替わる。上述したように、切り替え周期Ｐ_SWは測定設定時間Ｔ_Mよりも十分に短い。故に、出力モードＭＤ_B3に係る測定動作において、信号出力回路４１は、測定設定時間Ｔ_Mよりも短い周期（即ち測定動作の実行期間よりも短い周期）で出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］を周期的に順次切り替えながら通信端子ＣＭから出力する。

　より具体的には、出力モードＭＤ_B3に係る１つの測定動作において、通信端子ＣＭから出力される信号は、切り替え周期Ｐ_SWが経過するごとに、出力対象信号Ｓ［１］から出力対象信号Ｓ［ｍ］に向けて出力対象信号Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］・・・Ｓ［ｍ］へと順次切り替わる。出力対象信号Ｓ［ｍ］が通信端子ＣＭから出力開始されてから切り替え周期Ｐ_SWが経過すると通信端子ＣＭから出力される信号は出力対象信号Ｓ［１］に戻り、以後、同様の切り替え出力が行われる。図２０に、“ｍ＝３”である場合において、出力モードＭＤ_B3にて通信端子ＣＭから出力される信号（ＩＣ出力信号Ｓ３９）の波形を模式的に示す。

　上述したように、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］の内、出力対象信号Ｓ［１］は受信強度信号Ｓ３３の波形を表す信号であり、出力対象信号Ｓ［２］は比較用信号Ｓ３４の波形を表す信号である。ＩＣ２内における任意の信号を出力対象信号Ｓ［３］～Ｓ［ｍ］に設定することができる。

　具体的には、ＤＡＣ出力信号Ｓ３８の下限電位を表す下限アナログ信号又はＤＡＣ出力信号Ｓ３８の上限電位を表す上限アナログ信号を、出力対象信号Ｓ［３］～Ｓ［ｍ］の何れかに設定して良い。ＤＡＣ出力信号Ｓ３８は、下限信号レベル（ゼロスケールのレベル）から上限信号レベル（フルスケールのレベル）までの電位を有するアナログ信号である。故に、図８の構成において、ＤＡＣ出力信号Ｓ３８がＩＣ出力信号Ｓ３９となるとき、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］は何れも下限信号レベルから上限信号レベルまでの電位を有する。下限信号レベルの電位よりも上限信号レベルの電位の方が高い。

　図１４の波形７１１及び７１２、図１７の波形７２１～７２４、又は、図１８の波形７２１’及び７２２’を、オシロスコープにて観察する際、観察者は、下限信号レベル（ゼロスケールのレベル）及び上限信号レベル（フルスケールのレベル）を認識しづらい。観察対象信号の波形（例えば図１４の波形７１１、７１２）がオシロスコープの表示画面に表示されている場合において、下限信号レベルが明確に認識できないとき、観察対象信号へのノイズの重畳有無及び重畳の程度等を把握しづらい。観察対象信号の波形（例えば図１４の波形７１１、７１２）がオシロスコープの表示画面に表示されている場合において、上限信号レベルが明確に認識できないとき、観察対象信号が上限信号レベルに達しているのかを把握しづらい又は観察対象信号のレベルと上限信号レベルとの差を把握しづらい。

　そこで、出力モードＭＤ_B3において“ｍ＝３”である場合、下限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B3を、便宜上、出力モードＭＤ_{B3_1}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は下限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

　或いは例えば、出力モードＭＤ_B3において“ｍ＝３”である場合、上限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B3を、便宜上、出力モードＭＤ_{B3_2}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は上限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

　或いは例えば、出力モードＭＤ_B3において“ｍ＝４”である場合、下限アナログ信号及び上限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］及びＳ［４］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B3を、便宜上、出力モードＭＤ_{B3_3}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は下限及び上限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

＜＜第４実施例＞＞
　第４実施例を説明する。第２実施例に係る出力モードＭＤ_B（即ち出力モードＭＤ_B2）を“ｍ≧３”の条件に適するよう変形できる。この変形が施された出力モードＭＤ_Bを出力モードＭＤ_B4と称する。第４実施例に係る出力モードＭＤ_Bは出力モードＭＤ_B4であり、第４実施例では“ｍ≧３”である。尚、“ｍ≧３”である場合、信号出力回路４１の構成は図８の構成から適宜変形され得る。

　出力モードＭＤ_B4に係る測定動作において、信号出力回路４１は、送信波信号Ｗ１の送信開始時刻（ｔ１）から測定設定時間Ｔ_Mが経過するまで（即ち測定動作が終了するまで）、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］の何れか１つを継続的に通信端子ＣＭから出力する。出力モードＭＤ_B4において測定動作が複数回繰り返し実行される際、信号出力回路４１は、１つの測定動作を実行するごとに、通信端子ＣＭから出力される信号を出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］間で順次切り替える。

　つまり、出力モードＭＤ_B4において測定動作が複数回繰り返し実行される際、通信端子ＣＭから出力される信号は、１つの測定動作が実行されるごとに、出力対象信号Ｓ［１］から出力対象信号Ｓ［ｍ］に向けて出力対象信号Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］・・・Ｓ［ｍ］へと順次切り替わる。出力対象信号Ｓ［ｍ］が通信端子ＣＭから出力される測定動作の後、次回の測定動作において通信端子ＣＭから出力される信号は出力対象信号Ｓ［１］に戻る。以後、同様の切り替え出力が行われる。

　上述したように、出力対象信号Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］の内、出力対象信号Ｓ［１］は受信強度信号Ｓ３３の波形を表す信号であり、出力対象信号Ｓ［２］は比較用信号Ｓ３４の波形を表す信号である。ＩＣ２内における任意の信号を出力対象信号Ｓ［３］～Ｓ［ｍ］に設定することができる。具体的には例えば、第３実施例と同様に、下限アナログ信号又は上限アナログ信号を１つの出力対象信号に設定して良い。

　即ち出力モードＭＤ_B4において“ｍ＝３”である場合、下限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B4を、便宜上、出力モードＭＤ_{B4_1}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は下限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

　或いは例えば、出力モードＭＤ_B4において“ｍ＝３”である場合、上限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B4を、便宜上、出力モードＭＤ_{B4_2}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は上限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

　或いは例えば、出力モードＭＤ_B4において“ｍ＝４”である場合、下限アナログ信号及び上限アナログ信号を出力対象信号Ｓ［３］及びＳ［４］に設定すると良い（このときの出力モードＭＤ_B4を、便宜上、出力モードＭＤ_{B4_3}と称する）。これにより、デバッグ作業の作業者は下限及び上限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号Ｓ３３及び比較用信号Ｓ３４の各波形を観測できる。

＜＜第５実施例＞＞
　第５実施例を説明する。信号出力回路４１は第１～第ｎ出力モードの何れかにて動作して良い。ｎは２以上の任意の整数である。前提として、まず出力モードＭＤ_Aは第１出力モードである。上述の第１～第４実施例の夫々では、基本的に“ｎ＝２”であることが想定されているが、“ｎ≧３”であっても良い。具体的には、上述の出力モードＭＤ_B1、ＭＤ_B2、ＭＤ_{B3_1}、ＭＤ_{B3_2}、ＭＤ_{B3_3}、ＭＤ_{B4_1}、ＭＤ_{B4_2}及びＭＤ_{B4_3}の内、任意の１以上の出力モードを第２～第ｎ出力モードに含めておいて良い。出力モードＭＤ_B1、ＭＤ_B2、ＭＤ_{B3_1}、ＭＤ_{B3_2}、ＭＤ_{B3_3}、ＭＤ_{B4_1}、ＭＤ_{B4_2}及びＭＤ_{B4_3}が、夫々、第２～第９出力モードであっても良い。

　信号出力回路４１が何れの出力モードにて動作するのかは制御回路５０により指定及び制御される。制御回路５０は上位側装置４から受信したモード指定コマンドに従って第１～第ｎ出力モードの何れかを対象出力モードに設定し、信号出力回路４１は対象出力モードにて動作する。

＜＜第６実施例＞＞
　第６実施例を説明する。図１の超音波センサ１では、単一の圧電素子３を送信波信号Ｗ１の送波器として機能させると共に反射波信号Ｗ２の受波器として機能させている。但し、超音波センサ１において、送波器としての圧電素子３に加えて、図２１に示す如く受波器としての圧電素子３Ｒを別途に設けるようにしても良い。この場合、圧電素子３はコンデンサＣ１及びＣ２に接続されず、代わりに、圧電素子３Ｒの第１端をコンデンサＣ１の第１端に接続すると共にコンデンサＣ１の第２端を入力端子ＩＮ１に接続し、且つ、圧電素子３Ｒの第２端をコンデンサＣ２の第１端に接続すると共にコンデンサＣ２の第２端を入力端子ＩＮ２に接続する。圧電素子３Ｒは圧電素子３と離間した位置に配置され、反射波信号Ｗ２を受けて電圧信号を自身の両端間に発生させる。

　受信回路３１は入力端子ＩＮ１及びＩＮ２に接続され、反射波信号Ｗ２の受信動作を行う。反射波信号Ｗ２の受信動作において、第６実施例に係る受信回路３１は圧電素子３Ｒを用いて超音波帯域の反射波信号Ｗ２を受信する。即ち、受信回路３１は、圧電素子３Ｒの両端間に加わる電圧信号をコンデンサＣ１及びＣ２を介して受けることで反射波信号Ｗ２を受信する。コンデンサＣ１及びＣ２により、圧電素子３Ｒの両端間に加わる電圧信号の直流成分が除去され、圧電素子３Ｒの両端間に加わる電圧信号の交流成分のみが入力信号Ｓｉｎとして受信回路３１に入力される。入力信号Ｓｉｎが受信回路３１による反射波信号Ｗ２の受信信号に相当する。入力信号Ｓｉｎの生成元の圧電素子が圧電素子３Ｒである点以外は、上述した通りである。

＜＜第７実施例＞＞
　第７実施例を説明する。

　超音波センサ１においてトランスＴＲが設けられない構成が採用されても良い。この場合、出力端子ＤＲＶ１及びＤＲＶ２を夫々圧電素子３の第１端及び第２端に直接接続し、送信動作において送信回路１０は、圧電素子３の両端間に所定振幅の交流電圧を供給することで圧電素子３を駆動すれば良い。

　本実施形態に係る超音波ソナーシステム（図４）が車両に搭載されるとき、上位側装置４は例えば当該車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic　Control  Unit）である。超音波センサ１をＥＣＵに接続した状態にてＩＣ２を出力モードＭＤ_Aで動作させることにより、ＥＣＵにて物体検出処理が可能である。超音波センサ１をＥＣＵに接続した状態にてＩＣ２を出力モードＭＤ_Bで動作させても良く、この際、ＥＣＵを利用してデバッグ作業を行うことができる。或いは、デバッグ作業を行う際には、デバッグ作業専用の装置を上位側装置４として用いるようにしても良い。

　任意の信号又は電圧に関して、上述の主旨を損なわない形で、それらのハイレベルとローレベルの関係は上述したものの逆とされ得る。

　本開示の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本開示の実施形態の例であって、本開示ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。

＜＜付記＞＞
　上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。

　本開示の一側面に係る圧電素子用処理装置（２）は、圧電素子（３）を駆動することで前記圧電素子から送信波信号（Ｗ１）を送信させるよう構成された送信回路（１０）と、前記圧電素子又は他の圧電素子（３Ｒ）を用いて前記送信波信号の物体による反射波信号（Ｗ２）を受信するよう構成された受信回路（３１）と、前記受信回路での受信信号の強度を表す受信強度信号（Ｓ３３）を生成するよう構成された受信強度信号生成回路（３３）と、前記送信波信号の送信開始時刻からの時間経過に伴って信号値が変化する比較用信号（Ｓ３４）を生成するよう構成された比較用信号生成回路（３４）と、前記受信強度信号と前記比較用信号とを比較するよう構成された比較回路（３５）と、通信端子（ＣＭ）から信号を出力可能に構成された信号出力回路（４１）と、を備え、前記信号出力回路は複数の出力モードの何れかにて動作し、前記複数の出力モードは、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力する第１出力モード（ＭＤ_A）、及び、複数の出力対象信号（Ｓ［１］～Ｓ［ｍ］）を切り替えながら前記通信端子から出力する第２出力モード（ＭＤ_B）と、を含み、前記複数の出力対象信号は、前記受信強度信号の波形を表す信号及び前記比較用信号の波形を表す信号を２つの出力対象信号（Ｓ［１］及びＳ［２］）として含む構成（第１の構成）である。

　圧電素子用処理装置又は圧電素子用処理装置を含むシステムの開発又は評価段階において、パラメータ調整等の作業が必要である。第２出力モードを利用することにより、第１出力モードでも使用される通信端子を通じて受信強度信号及び比較用信号の各波形を観測することが可能となる。結果、パラメータ調整等の作業の効率化が見込める。

　上記第１の構成に係る圧電素子用処理装置において、前記送信回路、前記受信回路、前記受信強度信号生成回路、前記比較用信号生成回路、前記比較回路及び前記信号出力回路を用いて測定動作を実行するよう構成された制御回路（５０）を更に備え、前記測定動作は前記送信回路から送信設定時間分だけ前記送信波信号を送信させる送信動作を含み、前記第１出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力し、前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記複数の出力対象信号を順次切り替えながら前記通信端子から出力する構成（第２の構成）であっても良い。

　これにより、同一の測定動作中における受信強度信号及び比較用信号の各波形を観測することが可能となる。結果、パラメータ調整等の作業の効率化が見込める。

　上記第２の構成に係る圧電素子用処理装置において、前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記測定動作の実行期間より短い周期（Ｐ_SW）で前記複数の出力対象信号を周期的に順次切り替えながら前記通信端子から出力する構成（第３の構成）であっても良い。

　上記第１の構成に係る圧電素子用処理装置において、前記送信回路、前記受信回路、前記受信強度信号生成回路、前記比較用信号生成回路、前記比較回路及び前記信号出力回路を用いて測定動作を実行するよう構成された制御回路（５０）を更に備え、前記測定動作は前記送信回路から送信設定時間分だけ前記送信波信号を送信させる送信動作を含み、前記第１出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力し、前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記複数の出力対象信号の何れかを前記通信端子から出力し、前記第２出力モードにて前記測定動作が複数回繰り返し実行される際、前記信号出力回路は、前記測定動作を実行するごとに、前記通信端子から出力される信号を前記複数の出力対象信号間で順次切り替える構成（第４の構成）であっても良い。

　これにより、受信強度信号及び比較用信号の各波形を観測することが可能となる。結果、パラメータ調整等の作業の効率化が見込める。通信端子からの出力信号の切り替え周期は比較的長いため、出力追従等に関わる懸念も少ない。

　上記第４の構成に係る圧電素子用処理装置において、前記第２出力モードにて前記測定動作が複数回繰り返し実行される際、前記信号出力回路は、第ｉ回目の測定動作にて前記複数の出力対象信号の内の何れか１つを前記通信端子から出力し、第（ｉ＋１）回目の測定動作にて前記複数の出力対象信号の内の他の何れか１つを前記通信端子から出力し、ｉは自然数を表す構成（第５の構成）であっても良い。

　上記第１～第５の構成の何れかに係る圧電素子用処理装置において、各出力対象信号は、下限信号レベルから上限信号レベルまでの電位を有するアナログ信号であり、前記複数の出力対象信号の内の１つは、前記下限信号レベルを有する下限アナログ信号又は前記上限信号レベルを有する上限アナログ信号である構成（第６の構成）であっても良い。

　これにより、下限信号レベル又は上限信号レベルを明確に認識した上で受信強度信号及び比較用信号の各波形を観測することが可能となる。

　本開示の一側面に係る超音波センサは、上記第１～第６の構成の何れかに係る圧電素子用処理装置と、前記圧電素子と、を備えた超音波センサであって、前記受信回路は前記圧電素子を用いて前記反射波信号を受信する構成（第７の構成）である。

　本開示の一側面に係る超音波センサは、上記第１～第６の構成の何れかに係る圧電素子用処理装置と、前記圧電素子と、前記他の圧電素子と、を備えた超音波センサであって、前記受信回路は前記他の圧電素子を用いて前記反射波信号を受信する構成（第８の構成）である。

　　１　超音波センサ
　　２　圧電素子制御ＩＣ
　　３、３Ｒ　圧電素子
　　４　上位側装置
　１０　送信回路
　１１、１２　スイッチング素子
　１３　電流源
　３０　受信処理部ブロック
　３１　受信回路
　３２　ＡＤＣ
　３３　信号処理回路
　３４　比較用信号生成回路
　３５　比較回路
　３６　フィルタ回路
　３７　信号選択回路
　３８　ＤＡＣ
　３９　切り替え出力回路
　４０　選択指定回路
　４１　信号出力回路
　５０　制御回路
　ＴＲ　トランス
　Ｌ１　一次側コイル
　Ｌ２　二次側コイル
　Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ_T　コンデンサ
　Ｒ０、Ｒ_T　抵抗
ＯＢＪ　検出対象物
　Ｗ１　送信波信号
　Ｗ２　反射波信号
ＶＣＣ　電源電圧
Ｓｉｎ　入力信号
　ＰＷ　電源端子
ＤＲＶ１、ＤＲＶ２　出力端子
　ＩＮ１、ＩＮ２　入力端子
ＰＧＮＤ　グランド端子
　ＣＭ　通信端子
　Ｓ３１、Ｓ３２　増幅受信信号
　Ｓ３３　受信強度信号
　Ｓ３４　比較用信号
　Ｓ３５、Ｓ３６　比較結果信号
　Ｓ３７　選択信号
　Ｓ３８　ＤＡＣ出力信号
　Ｓ３９　ＩＣ出力信号
　Ｓ４０　選択指定信号

Claims (8)

1. 　圧電素子を駆動することで前記圧電素子から送信波信号を送信させるよう構成された送信回路と、
   　前記圧電素子又は他の圧電素子を用いて前記送信波信号の物体による反射波信号を受信するよう構成された受信回路と、
   　前記受信回路での受信信号の強度を表す受信強度信号を生成するよう構成された受信強度信号生成回路と、
   　前記送信波信号の送信開始時刻からの時間経過に伴って信号値が変化する比較用信号を生成するよう構成された比較用信号生成回路と、
   　前記受信強度信号と前記比較用信号とを比較するよう構成された比較回路と、
   　通信端子から信号を出力可能に構成された信号出力回路と、を備え、
   　前記信号出力回路は複数の出力モードの何れかにて動作し、
   　前記複数の出力モードは、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力する第１出力モード、及び、複数の出力対象信号を切り替えながら前記通信端子から出力する第２出力モードと、を含み、
   　前記複数の出力対象信号は、前記受信強度信号の波形を表す信号及び前記比較用信号の波形を表す信号を２つの出力対象信号として含む
   、圧電素子用処理装置。
2. 　前記送信回路、前記受信回路、前記受信強度信号生成回路、前記比較用信号生成回路、前記比較回路及び前記信号出力回路を用いて測定動作を実行するよう構成された制御回路を更に備え、前記測定動作は前記送信回路から送信設定時間分だけ前記送信波信号を送信させる送信動作を含み、
   　前記第１出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力し、
   　前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記複数の出力対象信号を順次切り替えながら前記通信端子から出力する
   、請求項１に記載の圧電素子用処理装置。
3. 　前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記測定動作の実行期間より短い周期で前記複数の出力対象信号を周期的に順次切り替えながら前記通信端子から出力する
   、請求項２に記載の圧電素子用処理装置。
4. 　前記送信回路、前記受信回路、前記受信強度信号生成回路、前記比較用信号生成回路、前記比較回路及び前記信号出力回路を用いて測定動作を実行するよう構成された制御回路を更に備え、前記測定動作は前記送信回路から送信設定時間分だけ前記送信波信号を送信させる送信動作を含み、
   　前記第１出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記比較回路の比較結果に基づく信号を前記通信端子から出力し、
   　前記第２出力モードでの前記測定動作において、前記信号出力回路は、前記複数の出力対象信号の何れかを前記通信端子から出力し、
   　前記第２出力モードにて前記測定動作が複数回繰り返し実行される際、前記信号出力回路は、前記測定動作を実行するごとに、前記通信端子から出力される信号を前記複数の出力対象信号間で順次切り替える
   、請求項１に記載の圧電素子用処理装置。
5. 　前記第２出力モードにて前記測定動作が複数回繰り返し実行される際、前記信号出力回路は、第ｉ回目の測定動作にて前記複数の出力対象信号の内の何れか１つを前記通信端子から出力し、第（ｉ＋１）回目の測定動作にて前記複数の出力対象信号の内の他の何れか１つを前記通信端子から出力し、ｉは自然数を表す
   、請求項４に記載の圧電素子用処理装置。
6. 　各出力対象信号は、下限信号レベルから上限信号レベルまでの電位を有するアナログ信号であり、
   　前記複数の出力対象信号の内の１つは、前記下限信号レベルを有する下限アナログ信号又は前記上限信号レベルを有する上限アナログ信号である
   、請求項１～５の何れかに記載の圧電素子用処理装置。
7. 　請求項１～６の何れかに記載の圧電素子用処理装置と、
   　前記圧電素子と、を備えた超音波センサであって、
   　前記受信回路は前記圧電素子を用いて前記反射波信号を受信する
   、超音波センサ。
8. 　請求項１～６の何れかに記載の圧電素子用処理装置と、
   　前記圧電素子と、前記他の圧電素子と、を備えた超音波センサであって、
   　前記受信回路は前記他の圧電素子を用いて前記反射波信号を受信する
   、超音波センサ。

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